塑膠合金

塑膠合金是利用物理共混或化學接枝的方法而獲得的高性能、功能化、專用化的一類新材料。塑膠合金產品可廣泛用於汽車、電子、精密儀器、辦公設備、包裝材料、建築材料等領域。它能改善或提高現有塑膠的性能並降低成本，已成為塑膠工業中最為活躍的品種之一，增長十分迅速。我國塑膠行業要認清形勢，找準差距，抓住機遇，加大科技投入，加快發展塑膠產業，努力趕上世界發展水平。

基本介紹

• 中文名：塑膠合金
• 方法：物理共混或化學接枝
• 類別：新材料
• 套用：汽車、電子、精密儀器

分類

通用塑膠合金，如pvc(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)合金雖然仍有著廣泛的使用價值，但因其生產技術被普遍掌握，所以在國外，各大公司專門供應的多是附加值較高的工程塑膠合金品種。

工程塑膠合金泛指工程塑膠(樹脂)的共混物，主要包括以PC、PBT、PA、POM(聚甲醛)、PPO、PTFE(聚四氟乙烯)等工程塑膠為主體的共混體系，以及ABS樹脂改性材料。

PC/ABS合金

PC/ABS樹脂，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯（Polycarbonate）和聚丙烯腈（ABS）合金而成的熱可塑性塑膠，結合了兩種材料的優異特性，ABS材料的成型性和PC的機械性、衝擊強度和耐溫、抗紫外線（UV）等性質，可廣泛使用在汽車內部零件、事務機器、通信器材、家電用品及照明設備上。
注塑工藝
乾燥處理：加工前的乾燥處理是必須的。濕度應小於0.04%，建議乾燥條件為90~110C，2~4小時。
熔化溫度： 230~300C。
模具溫度：50~100C。
注射壓力：取決於塑件。
注射速度：儘可能地高。
化學和物理特性: PC/ABS具有PC和ABS兩者的綜合特性。例如ABS的易加工特性和PC的優良機械特性和熱穩定性。二者的比率將影響PC/ABS材料的熱穩定性。PC/ABS這種混合材料還顯示了優異的流動特性。收縮率在0.5%左右。
PC/ABS特點
PC/ABS塑膠原料是一種通過混煉後合成的改性工程塑膠。其中，PC就是聚碳酸脂，ABS就是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙 烯（S）的共聚物。這種改性塑膠比單純的PC和ABS性能更好，例如：抗衝擊性提高，耐熱性提高，硬度提高等等。ABS塑膠
特點：
1、綜合性能較好,衝擊強度較高,化學穩定性,電性能良好.
2、與372有機玻璃的熔接性良好,製成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.
3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。
4、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。
5、機械性能的卓越平衡
6、低溫時也具備高衝擊強度
7、室內紫外線穩定性
8、較高的熱變形溫度（80～125℃）
9、耐燃性（UL945VB）
10、色彩範圍廣泛
11、 易於注塑和擠塑，吹塑加工
12、良好的電鍍性
13、一般密度在1.05-1.20間

鑑別-ABS與PS

1.新方法：用乙酸乙酯擦，ABS不起絲，HIPS會起絲，但只是指純的。
2.常用方法：ABS，PS的識別方法有很多種，就ABS而言，表面亮度好，韌性優於PS，火燒後表面會有密密麻麻的小孔，味道有淡淡的甜味；PS又分GPPS，HIPS，EPS三種，較脆，透明的產品較多，HIPS的亮度一般，韌性比ABS要遜色一點，火燒後表面光亮，有苯乙烯的味道。HIPS的截斷面發白，但GPPS沒有，EPS主要用於泡沫。
電視機殼料而言，有ABS，HIPS之分，一般要根據表面特徵，物理特徵來區分，表面的亮度好的一般是ABS，用鉗子掰時ABS要優於HIPS ，其硬度較高，需要力度大一些，然後根據火焰與味道來區分。

合成方法

ABS樹脂的生產方法很多，目前世界上工業裝置上套用較多的是乳液接技摻合法和連續本體法。
1.乳液接枝摻合工藝：
乳液接枝摻合法是在ABS樹脂的傳統方法--乳液接枝法的基礎上發展起來的，根據SAN共聚工藝不同又可分為乳液接枝乳液SAN摻合、乳液接枝懸浮SAN摻合、乳液接枝本體SAN摻合三種，其中後兩者在目前工業裝置上套用較多。這三種乳液接枝摻合工藝都包括下面幾個中間步驟：丁二烯乳膠的製備、接枝聚合物的合成，SAN共聚物的合成，摻混和後處理。
⑴丁二烯膠乳的合成：丁二烯膠乳的合成是ABS生產過程中的一個主要單元，一般採用乳液聚合工藝生產。此生產技術目前比較成熟，控制膠乳中總的固含量（一般總的固含量越高生產成本越低），控制橡膠粒子的大小，在0.05-0.6μm,最好在0.1-0.4μm範圍內,粒徑呈雙峰分布,這樣可使ABS樹脂產品具有優異的表面性能和韌性。
⑵接枝聚合物的合成：聚丁二烯與苯乙烯、丙烯腈接枝是ABS生產工藝中的核心單元。粒徑呈雙峰分布的聚丁二烯膠乳連續送入乳液接枝反應器與苯乙烯和丙烯腈單體混合物進行接枝共聚反應。單體與聚丁二烯之比提高則接枝聚合物和SAN共聚物的分子量及接枝度增加，內部接枝率一般隨橡膠粒徑的增加和橡膠交聯密度的降低而增加。在粒徑和橡膠交聯密度恆定時接枝度和接枝密度是決定ABS產品性能的因素。
⑶SAN共聚物的合成：苯乙烯與丙烯晴共聚物合成方法有三種：乳液法、懸浮法和本體法。本體法採用熱引發、連續聚合，產品純淨、質量較高，污染少，在SAN合成中正取代懸浮法，尤其在大型ABS生產裝置上。懸浮法採用引發劑，間歇聚合、產品不如本體法純淨，產生的廢水對環境有污染，但工藝簡單，流程短，投資少，聚合熱易撒出，對中小型裝置而言懸浮法較為經濟。乳液法流程長，技術落後，已開發國家已基本淘汰。
⑷摻混和後處理：最後將得到的ABS接枝聚合物與SAN共聚物以不同比例進行摻混，可以得到多種ABS樹脂產品，摻混方法使產品具有很大的靈活性。
SAN與接枝聚合物的摻混和後處理工藝上有二種方法：在“濕工藝”中先將接枝膠液脫去大量水，得到的膠粒或膠塊和SAN粒子一起送入特殊的擠出機進行乾燥、混合和造料。在“乾工藝”中，先用離心機將接枝膠液中大量水分脫去，然後用氮氧乾燥，乾燥的接枝膠粒和SAN粒子混合，擠出、乾燥。此二種工藝都為連續法生產，其設備細節是專利技術。

改性PC/ABS

PC/ABS作為世界上銷售量最大的商業化聚合物合金，近幾年都以10%左右的需求速度增長。PC/ABS較之PC提高了流動性，改善了加工性能，減少了製品對應力的敏感性，因而廣泛套用於汽車內飾，外飾，車燈等高強度，高耐熱零件。隨著人們環保意識的提高，汽車行業ELV等環保可回收法規的相繼出台，原材料廠商也不斷提供新的解決方案。作為工程塑膠行業的領先者適時的推出了新一代PC/ABS合金系列材料，它主要包括了耐水解穩定性的PC/ABS，用於免噴塗內飾的超低光澤PC/ABS，耐化學品優異不易被油漆等侵蝕的耐化學溶劑PC/ABS等系列產品。

耐水解穩定性PC/ABS

耐水解穩定性系列PC/ABS（HAC8250R）主要套用於汽車儀錶板骨架等汽車內飾產品。汽車儀錶板骨架作為整個儀錶板的支撐結構件，其重要性不言而喻，因此主機廠對儀錶板材料提出了更苛刻的要求。目前，儀錶板骨架不僅要求有良好的機械性能，加工性能，而且要有優秀的耐水解性能和熱老化性能，以適應汽車在極端高溫，高濕的環境下使用。 新一代耐水解穩定性PC/ABS在PCT（Pressure Cooker Test）測試中，在95%RH，100℃高溫高濕環境1000h後，該PC/ABS中的PC相仍然保持90%以上的分子量，未發生嚴重的水解；而合金的衝擊性能僅下降15%，相比一般PC/ABS提高30%以上的性能。此外，該系列材料為了適應儀錶板薄壁化的要求，降低了材料在高剪下下的粘度，克服了過去片面提高溫度來提高材料流動性所帶來的材料熱分解的弊端。 新一代耐水解穩定性PC/ABS材料，由於具有良好的耐水解性和熱穩定性，甚至可以進行回收利用。當添加25%以下的回收料以後，材料的多軸衝擊性能僅下降11%，並且為韌性斷裂，充分顯示了新一代PC/ABS的優越性能。同時該系列材料也經過了大眾實驗室的評測，在80%RH，90℃高溫高濕水解600h後，缺口衝擊強度僅下降8.5%。 目前該材料已經套用在大眾領馭，克萊斯勒300C，通用別克等車型上。

超低光澤PC/ABS

汽車內飾材料一般都有啞光的要求，這樣有利於減少駕駛員的視覺疲勞，從而提高了駕駛安全性。PC/ABS的綜合性能良好，但由於其表面的光澤度較高，而需要噴啞光漆等二次加工來實現啞光與美觀的效果。隨著汽車ELV法規的出台，需要免噴塗的環保解決方案來實現製品直接進行回收處理。免噴塗解決方案不僅可以大幅降低成本，而且可以減少噴漆過程造成的環境污染。 為了配合這一需求，錦湖日麗與延鋒偉世通合作成功開發了新一代PC/ABS超低光澤材料HAC8250Z與HAC8260Z。該材料不僅滿足了汽車內飾腰線以下零件的低光澤要求，而且很好的平衡了流動性和耐熱性。 新一代超低光澤PC/ABS由於其傑出的低光澤已經成功套用於上海大眾汽車斯柯達晶銳的方向盤上下蓋板上，零件的表面光澤度在60°下的測試值為4.2（皮紋為K31、1.5°，顏色9B9），滿足了汽車腰線以下內飾的光澤度要求。同時，錦湖日麗還與客戶共同開發了PC/ABS HAC8260Z儀錶板啞光材料，該材料不僅替代了原來鋼鐵的儀錶板骨架，而且做為儀錶板的下體材料直接外露無需噴漆，目前套用在上汽紅岩的依維柯車型上。 我們深信新一代PC/ABS超低光澤材料將隨著ELV法規的逐步實施而不斷被套用。

耐化學溶劑PC/ABS

PC/ABS塑膠的綜合性能優良，但是其耐化學品性能差而容易受到比較強的化學溶劑侵蝕而導致製品開裂等缺陷。特別是當PC/ABS 製品噴塗某些車身外飾漆時，由於其溶劑的強腐蝕性，易導致製品出現應力痕，龜裂，甚至開裂。優暢錦湖針對這種情況，開發了新一代耐化學溶劑的PC/ABSHAC8265P，這種材料經過了模擬化學品溶劑的應力侵蝕，其產生裂紋的時間比普通PC/ABS 提高了3倍。 新一代耐化學溶劑PC/ABS改變了傳統的合金材料往往以一種性能的犧牲來換取另一種性能的提高的誤區，做到了優秀耐化學品性的同時，保持了衝擊強度與流動性的平衡。 目前該材料已經套用在通用汽車的後牌照板，大眾汽車朗逸的尾門裝飾條等零件。
用途

用途

廣泛用於汽車、電子、精密儀器、辦公設備、包裝材料以及建築材料等領域。

合金需求

1997年世界塑膠合金市場消費量約為175萬噸，估計今年世界塑膠合金總消費量將超過260萬噸。隨著經濟的快速發展，預計2008年前後世界塑膠合金需求量將達到350萬噸。

塑膠合金

目前世界塑膠合金產品的最大用戶是汽車部件，其次是機械和電子元器件。從日本主要工程塑膠合金需求結構中可以看出，汽車用塑膠合金占62%，電子電氣及辦公自動化設備占20%，一般精密機械占6%，醫療、體育及其他占12%。從地區來看，目前北美是最大的塑膠合金消費地區，占45%；其次是歐洲，占34%；亞洲和太平洋地區占21%。在北美，PPO（聚苯醚）合金占塑膠合金需求總量的25%以上，其中尤以PPO/PA（聚醯胺）、PPO/PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)和PPO/PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)合金的需求量最大；PC(聚碳酸酯)合金占總需求量的12%以上；用於汽車最終用途的ABS合金占9．9%。

由於我國塑膠合金市場需求量很大，又主要依靠進口，因此發展塑膠合金生產、提高國產樹脂的競爭力和國內塑膠加工的水平十分重要和必要，尤其是發展利潤較高、市場增長較快的工程塑膠合金品種，是當前我國塑膠合金業的當務之急。

研發生產

發展較快

我國對塑膠合金的研究從20世紀60年代開始，近幾年發展較快。據統計，目前我國塑膠合金(含改性樹脂)消費總量約為120萬～140萬噸，而國內供應量不足60萬噸，每年進口量高達90萬噸左右；而且我國塑膠合金(主要是摻混樹脂和改性樹脂)主要套用於家電、電子、汽車等行業，與已開發國家相比，我國的塑膠合金套用市場還有很大的拓展空間。

需求潛力

隨著我國經濟的持續高速發展，今後幾年我國塑膠合金市場需求潛力巨大，尤其是電子通訊、汽車、建築業的高速增長，將拉動我國工程塑膠合金業快速發展。預計到2008年，我國五大工程塑膠總需求量將達到100萬噸，五大合成樹脂的需求將達到5200萬噸，將成為全球塑膠合金最大的進口國之一。

尚未形成規模

目前，我國塑膠合金研究和生產兩方面都還處於零星分散的狀態，尚未形成規模，行業整體水平低下，與國外先進水平相差甚遠。國內塑膠合金生產品種結構中，高附加值的特種工程塑膠合金的生產幾乎處於空白，基本是通用塑膠合金和改性產品的生產。2004年我國已有300多家塑膠合金生產企業，估計塑膠合金(含改性粒料)生產能力為70萬～80萬噸/年，產量在60萬噸/年左右。但其中規模較大的企業只占15%，而這15%的企業產量約占全國塑膠合金總產量的70%以上。企業大部分是通過塑膠混煉擠出工藝生產塑膠合金的加工型企業。我國塑膠合金研發和加工工藝水平有待提高。

合金市場

最近十幾年，世界塑膠合金的年均需求增長率為10%左右，其中附加值最高的工程塑膠合金的增長率更高達15%左右，成為各跨國公司積極開發的品種。在美國、歐洲、日本已工業化的塑膠合金品種中，工程塑膠合金占絕大多數，合金化已成為當前工程塑膠改性的主要方法。而我國工程塑膠合金品種少、質量差，每年進口量占需求總量的60%以上。

近五年，PC/ABS合金的產量每年都以10%左右的速度增長，其增速在塑膠領域中排在前列。目前，PC/ABS合金化研究已經成為高分子合金研究熱點。

廣闊的市場吸引眾多的競爭者，拜耳、帝人化成、三菱等相繼開發出許多成熟產品，我國也已成為國際化工巨頭的競技場，國外公司的產品占領著我國90%的市場。雖然國內科研工作者做了很多研究工作，但產品的質量和數量都無法和國際化工巨頭相比。

合金製備

將自製ABS粉料與PMMA樹脂、SAN樹脂進行乾燥處理後，按配比將混合物攪拌均勻加入雙螺桿擠出機進行機械共混，所得共混物經乾燥後用注塑機製成拉伸樣條、衝擊樣條。